日光溫室溫光環境對黃瓜莖葉生長的影響

張帆洋 王秀峰 黃雪等

作者簡介：張帆洋（1987-），男，在讀碩士研究生。

摘要：觀察了冬季日光溫室光照和溫度條件對黃瓜莖葉生長的影響。結果表明：光輻射量、見光時段小時積溫、日均積溫及20 cm地溫能有效反映黃瓜莖葉生長的動態變化。光輻射量是影響冬季日光溫室黃瓜生長的主要因素，而見光時段小時積溫對黃瓜莖葉生長有更為直觀的影響。冬季連陰幾天放晴后，黃瓜植株的生長有一定的滯后期，與10～20 cm的土壤溫度回升慢有直接的關系。

關鍵詞：光輻射量；見光時段小時積溫；日均積溫；地溫；黃瓜；莖葉生長

中圖分類號：S642.201 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2013）06-0044-05

黃瓜（Cucumis sativus L）是日光溫室冬春栽培的主要蔬菜，在我國北方地區種植面積逐年擴大，但產量和經濟效益卻差異很大，其中最主要的原因就是落后的溫室內溫光條件的控制和管理。溫光環境對黃瓜植株生長發育的影響，前人已做過不少研究，他們認為，光是影響黃瓜功能葉光合速率（Pn）最重要的環境因子。黃瓜光合作用對光和溫度的反應最為敏感[1]。而溫度對黃瓜光合作用影響最大的是適溫持續時間長短。光照與溫度，對黃瓜光合作用影響更大的是光環境[2]。本試驗在實際生產的條件下，利用物聯網采集并處理監測到的溫室溫光環境數據，研究溫光條件對黃瓜生長和產量的影響，為溫室黃瓜生產的環境調控提供依據，以使溫室環境調控更科學。

1 材料與方法

試驗在山東壽光蔬菜產業集團的蔬菜種苗生產基地進行，所選溫室為山東Ⅴ型日光溫室。黃瓜選用生產面積較大的品種魯蔬869，于2011年8月29日播種，9月28日定植，2012年1月16日拉秧。按常規生產進行管理。

11 測量儀器及觀測點的設置

本試驗所用的儀器：數據采集器為本校機電學院制作，精度符合測試要求；太陽輻射傳感器為TBQ-2C型，照度計為RY-G/N型，二者均為河北邯鄲銳研智華電子有限公司生產；溫度傳感器為DS18B20型數字式輸出型傳感器，精度為±05℃，北京昆侖中科傳感器封裝技術有限公司。

觀測點的設置如圖1：

12 環境指標的測定

設定各環境因子測量，每10分鐘記錄1次，并通過互聯網的遠程監測控制平臺進行實時監測。

121 光照 在距溫室前沿25 m處距地2 m，距溫室前沿50 m處距地面1、2、3 m，以及距溫室前沿75 m處距地2 m，共設置5個觀測點測量光照強度和單位面積太陽輻射量的變化。光照強度記錄的是10 min內的平均值，光輻射量記錄的是10 min內的積累量。

122 溫度 氣溫：在距溫室前沿25、50、75 m處距地面1、2、3 m的位置，共設置9個觀測點，測量氣溫。

地溫：在距溫室前沿5 m處，設置地表、地下10、20、30、40、50 cm共6個觀測點，測量地溫。

13 生長指標測定

隨機選擇30株黃瓜作為觀測樣株，并掛編號標簽做標記。

131 葉面積的測定 定期測定觀測株的第1片展開葉及其下的2片葉，新展開葉開始測量的標準：寬×長≥2 cm×3 cm。利用回歸方程：A=1461-50 L+094 L2+047 W+063 W2-062 L×W，計算葉面積（L：最大葉長；W：最大葉寬；A：葉面積）[3]。

132 莖生長量的測定 定期測定觀測株黃瓜莖上部3節的長度，新莖節開始測量的標準：長度≥02 cm。

2 結果與分析

21 黃瓜莖葉生長與光照的關系

由于12月3～ 7日是連陰天，一直未開棚，7日的生長量已接近零。

8～20日光輻射量和日均光照強度變化對黃瓜莖葉生長的影響。從圖中可以看出，8～10日，雖然光照強度已經達到莖葉生長的適宜強度，但是莖葉的生長量并沒有大幅提高，主要是因為長時間陰雨天后，黃瓜需要一段適應期再恢復生長。與日均光強相比，光輻射量計量了黃瓜接受光照時間的長短，更能準確地反映黃瓜莖葉每天的生長量。11～13日莖葉生長量快速上升，與日均光照強度和光輻射的變化不同步，可能由于前3天光合物質的積累，為黃瓜莖葉的快速生長打下了基礎。14日以后，黃瓜的莖葉生長與日均光強和光輻射量的變化趨勢基本一致。通過表1的相關性分析可以得出，日均光強和光輻射量與黃瓜莖葉生長均有極顯著相關性。但光輻射量的變化更能有效地解釋黃瓜莖葉生長的變化，日均光強的變化雖然在一定程度上也能反映黃瓜莖葉生長的變化，但是其未計量光照時間的長短，無法有效地解釋光照對黃瓜莖葉生長變化的影響。

22 黃瓜莖葉生長與溫度的關系

221 黃瓜莖葉生長與氣溫的關系 圖6～圖9為12月8～ 20日，見光時段積溫、見光時段平均氣溫、日均氣溫和日最低氣溫變化對莖葉生長量的影響。從圖中可知，12月10日之前由于連陰天的影響，從8日開始黃瓜莖葉在恢復生長的適應期中，即使見光時段積溫已經達到生長適宜的量，莖葉生長仍然緩慢。11日之后，由于在適應期里的光合物質積累，同時在適宜的氣溫條件下，莖葉生長量快速上升。13日之后，莖葉生長量則隨積溫的高低而變化。從圖中可以看出，莖葉生長量的變化趨勢與溫室的見光時段小時積溫變化較為一致，而與日最低氣溫的變化有較大的差異。通過表2 的相關性分析可以得出，見光時段的小時積溫、見光時段的平均氣溫和日均氣溫與黃瓜莖葉生長均有極顯著的相關性，對黃瓜的莖葉生長產生直接的影響。

222 黃瓜莖葉生長與地溫的關系 圖10、圖11反映的是地表溫度、10、20、30、40、50 cm地溫變化對黃瓜莖葉生長的影響。從圖中可以看出，12月8 ～13日，連陰天后，黃瓜莖葉的生長隨著地溫的回升而逐漸恢復，其中10 cm和20 cm地溫的變化與黃瓜莖葉生長的變化有著密切的關系。隨著土層深度的增加地溫的變化幅度逐漸變小，并且，當土層深度達到30 cm或更深時，土溫的變化穩定在15～16℃之間。表層地溫受氣溫的影響較大，變化幅度也較大，而隨著土層的加深，地溫的變化趨于平穩。這與前人的研究結果一致[4]。

通過相關性分析可知，黃瓜莖葉生長與0～20 cm的地溫有較為密切的關系。由于黃瓜是淺根系，其功能根主要分布在距地表20 cm左右的范圍內，同時12～16℃的地溫是黃瓜根系生長的亞適溫環境[5]，在亞適溫環境中，黃瓜根系的活力及其元素吸收能力對溫度極其敏感，低溫環境下，會使黃瓜根系的功能異常，對礦質元素和水分的吸收和代謝出現紊亂，嚴重影響其正常生長和發育[6]。因此，地表下10～20 cm的地溫在很大程度上決定了黃瓜植株的根系活力和營養吸收，從而對黃瓜莖葉的生長產生較大的影響。

3 小結

黃瓜的莖葉生長與其所處的溫光環境有著密切的聯系，根據相關性分析，光輻射量、見光時段小時積溫、日均溫度以及淺層地溫4種環境因素與黃瓜的莖葉生長量有極顯著的相關性。由于冬季普通日光溫室缺乏人工光源和人工供暖，日光溫室內的光照和熱量主要由太陽輻射提供，因此，光輻射量多少和光照時間長短就決定了見光時段的小時積溫、日均溫度和淺層地溫等各項溫度條件，因此光輻射量和光照時間是冬季溫室里影響黃瓜莖葉生長的主要因素。溫室的保溫性、通風時間的選擇和控制以及日光溫室草苫揭蓋時間在調節溫室溫光環境中起到極為重要的作用。

目前我國日光溫室絕大部分還主要依賴自然光照，連陰天仍然是冬季影響日光溫室生產最主要的不利因素。在長時間陰雨天之后，黃瓜植株需要一定的適應期來恢復生長，在適應期里，即使提供適宜的光照和溫度也無法使黃瓜的生長立即恢復正常水平。在恢復生長的適應期里給黃瓜植株提供適宜的溫光條件，有助于黃瓜植株迅速恢復生長，并能有效提高黃瓜生長量。當黃瓜生長量恢復到正常水平后，在適宜的溫光范圍內黃瓜的生長會隨著溫光條件的變化而變化，但過強的光照會抑制黃瓜莖的生長，而對葉的生長沒有太大的影響。

地溫直接作用于黃瓜的根系，地溫的高低直接影響黃瓜根系的發生和對水分、養分的吸收[7]。黃瓜根系主要分布在地下10～25 cm的土層，淺層地溫的變化對黃瓜根系的發生和對水分、養分的吸收有更為直接的影響。冬季連陰幾天放晴后，日光溫室黃瓜植株的生長有一定的滯后，是與10～20 cm的土壤溫度回升慢有直接的關系。參 考 文 獻：

[1] 張福墁，馬國成日光溫室不同季節的生態環境對黃瓜光合作用的影響[J] 華北農學報，1995，10（1）：70-75

[2] 艾希珍，張振賢，何啟偉，等 日光溫室主要生態因子變化規律及其對黃瓜光合作用的影響[J] 應用與環境生物學報， 2002，8（1）：41-46

[3] Robbins N S ， Pharr D M Leaf area prediction models for cucumber from linear measurements[J] HortScience， 1987，22：1264-1266

[4] 李仁杰，朱世東，袁凌云，等溫室內地溫變化規律及與氣溫的相關性[J] 中國農學通報，2010，26（24）：209-212

[5] 任志雨，王秀峰，魏 珉不同根區溫度對黃瓜幼苗礦質元素含量及根系吸收功能的影響[J] 山東農業大學學報（自然科學版）， 2003， 34 （3）： 351-355

[6] 李國師，謝士估日光溫室地溫變化規律與調控[J] 安徽農業科學，1999，23（4）：369-370

[7] 馮玉龍，劉恩舉，孫國斌根系溫度對植物的影響（Ⅰ）[J]東北林業大學學報，1995，23（3）：63-69 山 東 農 業 科 學 2013，45（6）：48～50